王愛(ài)英 (山東省淡水漁業(yè)研究院,山東 濟(jì)南 250013)
崔喜艷 (大連海洋學(xué)校,遼寧 大連 116023)
張延華,宋理平 (山東省淡水漁業(yè)研究院,山東 濟(jì)南 250013)
微藻作為水域生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者,具有合成多不飽和脂肪酸 (PUFAs)的能力,PUFAs對(duì)于生物體具有重要的生理調(diào)節(jié)功能,在營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化、預(yù)防和治療多種疾病如動(dòng)脈粥樣硬化和心血管疾病,降低血液中膽固醇和甘油三酯水平、減輕炎癥等有明顯療效[1]。微藻以生長(zhǎng)快、PUFAs富集濃度高、提取簡(jiǎn)單、可直接食用等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)今開(kāi)發(fā)和利用的海洋資源之一。
微擬球藻 (Nannochloropsis oculata)是一種重要的經(jīng)濟(jì)微藻,易培養(yǎng),是海產(chǎn)苗種中廣泛應(yīng)用的餌料微藻之一,在美國(guó)、澳大利亞等國(guó)已規(guī)?;囵B(yǎng)微綠球藻來(lái)生產(chǎn)高純度的EPA (Eicosapntemacnioc Acid)[2],我國(guó)利用微藻技術(shù)開(kāi)發(fā)PUFAs還處于研究階段。目前,對(duì)于微擬球藻的研究主要集中在不同培養(yǎng)條件對(duì)生長(zhǎng)、脂肪含量和脂肪酸組成的影響,微藻油脂的提取等方面[2-7],且為實(shí)驗(yàn)室條件下培養(yǎng)。本研究分析了開(kāi)放式大池培養(yǎng)的微擬球藻的脂肪酸組成,以期為大規(guī)模培養(yǎng)PUFAs微藻提供參考。
試驗(yàn)用微擬球藻取自上海水產(chǎn)大學(xué)生物餌料保種室,開(kāi)放式大池培養(yǎng),收獲的藻液在4000r/min條件下離心10min,使藻體沉淀,棄上清液,用高溫高壓滅菌海水反復(fù)清洗,收集藻泥,真空冷凍干燥。藻粉于冰箱中冷凍保存。
粗脂肪含量測(cè)定采用索氏抽提法 (GB/T 5009.6-2003);脂肪酸含量采用氣相色譜分析儀測(cè)定(GB/T17376-2008;GB/T 5009.168-2003),用峰面積歸一法計(jì)算脂肪酸組分的相對(duì)含量。
微擬球藻的粗脂肪含量測(cè)定結(jié)果及綠藻門(mén)幾種其他藻類(lèi)的粗脂肪含量見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn),微擬球藻與這幾種綠藻門(mén)其他藻類(lèi)的粗脂肪含量差別較大,其中,微綠球藻最高,為58.50%;微擬球藻、亞心形扁藻和綠色巴夫藻的粗脂肪含量均高于10%;杜氏鹽藻為9.60%;小球藻最低,為6.58%。
表1 微擬球藻與幾種綠藻門(mén)其他藻類(lèi)的粗脂肪含量(干物質(zhì))%
表2是微擬球藻與幾種綠藻門(mén)其他藻類(lèi)的脂肪酸組成。由表2可知,與其他綠藻相比,微擬球藻和微綠球藻均含有較高含量的C16:0、C16:1和C18:1,其含量占總脂肪酸含量的70.97%和90.8%,C20:5n3含量微擬球藻為13.0%,微綠球藻僅為2.15%。亞心形扁藻、杜氏鹽藻含有較高含量的C16:0、C16:4n3和C18:3n3,亞心形扁藻C20:5n3含量為5.89%,杜氏鹽藻中未檢出C20:5n3。綠色巴夫藻含有較高含量C14:0、C16:0和C16:1,C20:5n3含量為11.22%。小球藻含有C16:0、C16:1、C16:4n3和C18:3n6,C20:5n3含量較低。
表2 微擬球藻與幾種綠藻門(mén)其他藻類(lèi)脂肪酸組成 %
微擬球藻與幾種綠藻門(mén)其他藻類(lèi)粗脂肪含量的比較結(jié)果表明,海洋微藻中的脂肪含量遠(yuǎn)高于海洋大型藻類(lèi),一般大型藻類(lèi)的脂肪含量?jī)H為1%左右[12]。不同報(bào)道的亞心形扁藻、綠色巴夫藻、杜氏鹽藻、微綠球藻和小球藻的脂肪結(jié)果也不一致[8-11,13]。究其原因首先應(yīng)該是由微藻本身遺傳物質(zhì)的差異決定的;其次可能與微藻的培養(yǎng)條件有關(guān);也與測(cè)定方法有關(guān)系,本研究用索氏抽提法 (GB/T 5009.6-2003),俞建江等[8]、李秀波等[10]、蔣霞敏[11]等參照改進(jìn)的Bligh-Dyer法,而王銘等參照Chen 1991年的干重法[14]。
微擬球藻和其他綠藻相比,含有較高含量的C16:0、C16:1和C18:1,其含量占總脂肪酸含量的70.97%,這與綠藻脂肪酸組成特征不相符,一般認(rèn)為綠藻綱海洋微藻脂肪酸組成的最大特點(diǎn)是高水平的C16:4n3和C18:3n3,這可以作為綠藻綱海洋微藻的標(biāo)記脂肪酸[13]。本研究結(jié)果顯示,微擬球藻C18:3n3含量很低,C20:5n3(EPA)含量為13.0%,這與盧麗娜等[15]報(bào)道的綠藻門(mén)亞麻酸和EPA的結(jié)果相似,表明微擬球藻也含有較高的長(zhǎng)鏈脂肪酸 (C20以上);微擬球藻C16和C18PUFAs含量不高,僅為3.24%,C20PUFAs含量較高,為16.8%,與俞建江等[8]和曹春暉等[16]對(duì)綠藻綱海洋微藻脂肪酸組成的結(jié)論不一致??赡苁且?yàn)樗迷孱?lèi)屬于不同種屬或不同株以及不同的培養(yǎng)條件所致[10],因?yàn)橹?lèi)中脂肪酸分布不同,所以由培養(yǎng)條件和生長(zhǎng)期的變化引起的脂類(lèi)組成的變化將導(dǎo)致胞內(nèi)總的脂肪酸組成的變化[17]。
必需脂肪酸 (EFA)是動(dòng)物體內(nèi)自身不能合成,對(duì)機(jī)體正常機(jī)能具有不可替代的作用,必須從食物中獲得的脂肪酸,主要包括n-3和n-6系列的PUFAs。n-3與n-6系列含量及其比值是衡量脂肪酸價(jià)值的重要指標(biāo),特別是n-3系列,比如EPA和DHA等,在人體的營(yíng)養(yǎng)、發(fā)育和健康等方面起著重要作用[18]。PUFAs在同系列內(nèi)可轉(zhuǎn)換為其他脂肪酸,而n-3系列與n-6系列之間卻不能相互轉(zhuǎn)化,于是攝食的n-3/n-6會(huì)影響體內(nèi)臟器中含有的n-3/n-6,導(dǎo)致許多慢性疾患等癥狀?lèi)夯?。因此攝食的多價(jià)不飽和脂肪酸的n-3/n-6要合理[19]。聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織 WHO推薦飲食中n-6/n-3攝入比例應(yīng)低于4~5[20]。本研究結(jié)果表明,微擬球藻等海洋微藻富含n-3系列PUFAs,并且n-6/n-3比例符合健康膳食的要求,具有良好的開(kāi)發(fā)利用前景。
亞油酸 (C18:2n6),既是呼吸作用的抑制劑,又是合成EPA的前體。微擬球藻和其他藻類(lèi)均含有亞油酸,從理論上來(lái)說(shuō),微藻中的亞油酸能夠增加EPA的含量,結(jié)果顯示并非如此,可能是由于亞油酸抑制了不飽和脂肪酸的底物或作為抑制劑抑制了合成不飽和脂肪酸的中間步驟[21]。本研究中,微擬球藻及其他藻類(lèi)都沒(méi)有檢測(cè)出二十二碳六烯酸 (DHA),EPA的含量與蔣霞敏等[11]報(bào)道的綠藻門(mén)脂肪酸結(jié)果差異很大。Zhukova等[22]認(rèn)為綠藻綱的藻類(lèi)不含有EPA,而Dunstan等[23]報(bào)道微綠球藻含有很高的EPA。海洋微藻的脂肪含量以及脂肪酸構(gòu)成的數(shù)量和質(zhì)量可隨環(huán)境因子而改變,如培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)鹽組成及比例、環(huán)境條件 (光照、溫度、鹽度等)、生長(zhǎng)時(shí)期等[24]。微藻品種的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值同EPA和DHA的含量有關(guān),因此可通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)條件使EPA含量達(dá)到最大值,適用于生產(chǎn)EPA。
本研究中,開(kāi)放式大池培養(yǎng)微擬球藻和綠藻門(mén)其他藻類(lèi)的粗脂肪含量和脂肪酸含量差異較大,粗脂肪含量為18.25%,含有較高含量的C16:0、C16:1和C18:1,其含量占總脂肪酸含量的70.97%,EPA含量為13%,未檢測(cè)到DHA。
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